DE202009009978U1

DE202009009978U1 - Sandgusswerkzeug

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Publication number: DE202009009978U1
Application number: DE200920009978
Authority: DE
Original assignee: CX GRUPPE GmbH; CX-GRUPPE GmbH
Current assignee: CX GRUPPE GmbH; CX-GRUPPE GmbH
Priority date: 2009-07-17
Filing date: 2009-07-17
Publication date: 2009-09-24
Anticipated expiration: 2019-07-18

Abstract

Sandgusswerkzeug zur Herstellung eines Sandgussteils mit
– einem ersten wannenförmigen Formrahmen (20) mit einem Aufnahmeraum (20a) zur Aufnahme einer ersten Gravurhälfte (30) und
– einem zweiten wannenförmigen Formrahmen (40) mit einem Aufnahmeraum (40a) zur Aufnahme einer zweiten Gravurhälfte (50),
wobei
– die Formrahmen (20, 40) derart zueinander ausgerichtet sind, dass die Aufnahmeräume (20a, 40a) aufeinander zu weisen,
– die Formrahmen (20, 40) zum Öffnen und Schließen der Gravur (30, 50), bestehend aus der ersten und zweiten Gravurhälfte (30, 50), in Richtung einer Z-Achse gegeneinander beweglich sind,
– die Formrahmen (20, 40) jeweils einen den Grund des Aufnahmeraums bildenden flächigen Zentralteil (22, 42) und einen den jeweiligen Aufnahmebereich (20a, 20b) umlaufend umgebenden Randteil (24, 44) aufweisen und
– vorzugsweise eine erste Gravurhälfte (30) im Aufnahmeraum (20a) des ersten Formrahmens (20) befestigt ist und eine zweite Gravurhälfte (50) im Aufnahmeraum (40a) des zweiten Formrahmens...

Description

Anwendungsgebiet und Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Sandgusswerkzeug zur Herstellung von Sandgussteilen.
Ein gattungsgemäßes Werkzeug weist einen ersten wannenförmigen Formrahmen mit einem Aufnahmeraum zur Aufnahme einer ersten Gravurhälfte und einen zweiten wannenförmigen Formrahmen mit einem Aufnahmeraum zur Aufnahme einer zweiten Gravurhälfte auf. Weiterhin ist bei einem gattungsgemäßen Sandgusswerkzeug vorgesehen, dass die Formrahmen derart zueinander ausgerichtet sind, dass die Aufnahmeräume aufeinander zu weisen, dass die Formrahmen zum Öffnen und zum Schließen der Gravur, bestehend aus der ersten und der zweiten Gravurhälfte, in Richtung einer Z-Achse gegeneinander beweglich sind und dass die Formrahmen jeweils einen den Grund des jeweiligen Aufnahmeraums bildenden flächigen Zentralteil sowie einen den jeweiligen Aufnahmebereich umlaufend umgebenden Randteil aufweisen.
Ein gattungsgemäßes Werkzeug ist zumindest im Betrieb mit einer ersten Gravurhälfte im Aufnahmeraum des ersten Formrahmens und mit einer zweiten Gravurhälfte im Aufnahmeraum des zweiten Formrahmens ausgestattet, wobei diese Gravurhälften aufeinander zu weisend jeweils mindestens eine Formausnehmung aufweisen, die bei geschlossener Gravur gemeinsam die Form des herzustellenden Sandgussteils definieren.
Gattungsgemäße Sandgusswerkzeuge sind aus dem Stand der Technik allgemein bekannt. Sie werden beispielsweise im Rahmen der Herstellung von metallischen Gussteilen verwendet, indem mit ihnen Sandkerne hergestellt werden, die ihrerseits bei einem nachfolgenden Metallgussverfahren genutzt werden, um Kavitäten des metallischen Gussteils während des Gießens vom Gusswerkstoff freizuhalten.
Die Verwendung eines gattungsgemäßen Sandgusswerkzeugs gestaltet sich dabei folgendermaßen: Die beiden Formrahmen werden mit einer Gravur ausgestattet, die aus den genannten zwei Gravurhälften besteht. Diese Gravurhälften definieren durch die Kontur ihrer jeweiligen Formausnehmung ein Negativ des herzustellenden Sandgussteils. Das Sandgusswerkzeug wird in einer Gussmaschine verwendet, die dafür ausgebildet ist, die Formrahmen und damit die in diesen Formrahmen befestigten Gravurhälften gegeneinander zu bewegen und so die Gravur schließen und öffnen zu können. Im geschlossenen Zustand der Gravur wird zur Herstellung eines Sandgussteils Sand im rieselfähigem Zustand eingeschossen, der nach vollständigem Füllen der Formausnehmungen der Gravurhälften beispielsweise durch Begasen verfestigt wird, so dass anschließend ein in sich stabiler Sandkern aus der geöffneten Gravur entnommen werden kann.
Aufgabe und Lösung
Die aus dem Stand der Technik bekannten gattungsgemäßen Sandgusswerkzeuge weisen einige Nachteile auf, die zu beseitigen oder zu vermindern Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist.
Im Zusammenhang mit dem vorliegenden Dokument sind Richtungsangaben sowie Ortsangaben und vergleichbare Angaben wie beispielsweise „oben”, „unten”, „nach oben”, „nach unten”, „horizontal” und „vertikal” jeweils auf eine übliche Lage des Sandgusswerkzeuges im Raum bezogen, wobei unter einer solchen üblichen Lage verstanden wird, dass die Z-Achse vertikal ausgerichtet ist und dass die X-Achse und die Y-Achse zueinander und zur Z-Achse orthogonale und horizontal erstreckte Achsen bezeichnen. Die genannten Angaben sind somit jeweils nur als Relativangaben zu verstehen und beschränken den Gegenstand nicht hinsichtlich denkbarer anderer Ausrichtungen des beanspruchten Sandgusswerkzeugs.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist ein gattungsgemäßes Sandgusswerkzeug durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 weitergebildet.
Die erfindungsgemäß vorgesehene weitgehende Übereinstimmung der Höhe der beiden Formrahmen in Richtung der Z-Achse erlaubt es, eine Reihe von Fertigungsschritten zur Herstellung der Formrahmen in gleicher Weise für den ersten und den zweiten Formrahmen durchzuführen. Dies umfasst insbesondere auch eine übereinstimmende Gussherstellung der Formrahmen, an die sich eine jeweils spezifische spanende Bearbeitung der beiden Formrahmen anschließt, beispielsweise um Einschussbohrungen am ersten und oberen Formrahmen oder um Auswerferbohrungen am unteren und zweiten Formrahmen vorzusehen.
Insbesondere wenn die Formrahmen als Gussteile hergestellt sind, ist eine Gestaltung der Formrahmen mit annähernd identischer Höhe von Vorteil, da zum Zwecke des Entformens der Formrahmen im Zuge der Herstellung die Randteile vorzugsweise gegenüber der Z-Achse angestellt sind, insbesondere zwischen 3° und 10°. Diese Gestaltung der Randteile der Formrahmen als schräge Wandungen bedingt, dass sich die Formrahmen bezogen auf die XY-Ebene aufweiten. Je höher der einzelne Formrahmen ist, desto größer ist somit sein Platzbedarf in Richtung der XY-Ebene. Durch eine weitgehend identische Höhe der Formrahmen wird dieser Nachteil minimiert. Bei vorgegebener Grundfläche der Gravurhälften in XY-Ebene und bei genannter Schrägstellung der Randteile zum Zwecke des leichteren Entformens kann durch eine weitgehend identische Höhe der Formrahmen ein vergleichsweise geringer Platzbedarf des Werkzeugs erzielt werden.
Die Höhe der Formrahmen muss nicht exakt identisch sein, sondern kann insbesondere durch eine auf den Gussvorgang folgende spanende Bearbeitung voneinander leicht abweichen, vorzugsweise um weniger als 1 mm. Beispielsweise kann einer der Formrahmen an der distalen Stirnfläche des Randteils eine Dichtung aufweisen, die im geschlossenen Zustand der Gravuren ein Entweichen von Gas aus den Aufnahmeräumen der Formrahmen verhindert. Die Höhe dieses Formrahmens kann dann insbesondere um jenen Betrag gegenüber dem anderen Formrahmen durch spanende Bearbeitung verringert sein, den diese Dichtung in Richtung der Z-Achse im geschlossenen Zustand der Gravur einnimmt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein gattungsgemäßes Sandgusswerkzeug durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 4 weitergebildet.
Ein solches erfindungsgemäßes Sandgusswerkzeug ist hinsichtlich einer Grundfläche des Aufnahmeraums der Formrahmen und/oder hinsichtlich der Außenmaße der Formrahmen quadratisch oder zumindest in etwa quadratisch ausgebildet. Unter einer im Wesentlichen gleichen Größe im Sinne der Größenübereinstimmung eines Formrahmens in Richtung der X-Achse und in Richtung der Y-Achse wird auch eine Abweichung um bis zum 5%, vorzugsweise jedoch maximal um 2%, verstanden. Korrespondierend zu den in etwa quadratischen Formrahmen wird es als bevorzugt angesehen, wenn auch die Grundfläche der Gravurhälften in der XY-Ebene in etwa quadratisch ist.
Der Vorteil eines solchen Sandgusswerkzeugs mit in etwa quadratischem Formrahmen und vorzugsweise auch in etwa quadratischen Gravurhälften liegt darin, dass das Sandgusswerkzeug flexibler verwendet werden kann und insbesondere in vier verschiedenen Ausrichtungen, um jeweils 90° zueinander gedreht, in einer Gussmaschine Verwendung finden kann.
Die in etwa übereinstimmenden Außenmaße des Formrahmens in Richtung der X-Achse und Y-Achse beziehen sich auf einen Grundkörper des Formrahmens ohne etwaige Anbauteile wie beispielsweise Hebeösen oder ähnliches.
Bei einer solchen Gestaltung mit in etwa quadratischem Formrahmen wird es als bevorzugt angesehen, wenn auch ein unterhalb des unteren Formrahmens an diesem angebrachter Auswerferrahmen, der eine Auswertereinheit zumindest teilweise umgibt, entsprechend im Wesentlichen quadratisch im Hinblick auf die XY-Ebene ausgebildet ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein gattungsgemäßes Sandgusswerkzeug durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 6 weitergebildet.
Bei einem solchen Werkzeug ist an einer oberen Stirnfläche des unteren Formrahmens ein umlaufendes Dichtmittel vorgesehen, welches im geschlossenen Zustand der Gravur den Aufnahmeraum der Formrahmen gegenüber einer Umgebung abdichtet. Die Gestaltung mit dem Dichtmittel, beispielsweise einer Dichtschnur aus einem elastischen Material, an dem unteren der beiden Formrahmen erlaubt ist, den obere Formrahmen auf einem Hallenboden abzulegen, ohne dabei das Dichtmittel zu verletzen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein gattungsgemäßes Sandgusswerkzeug durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 7 weitergebildet.
Bei einer solchen Gestaltung ist der Auswerferrahmen, der am unteren Formrahmen befestigt ist, aus vier Rahmensegmenten zusammengesetzt, die derart miteinander verbunden sind, dass jeweils eine kurze Stirnseite eines jeden Rahmensegments mit einem gegenüberliegenden Endbereich einer langen Längsseite des jeweilig im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn benachbarten Rahmensegments mittels einer Schweißverbindung verbunden ist.
Eine solche Gestaltung ist insbesondere bei den genannten quadratischen Auswerferrahmen von Vorteil, da sie es gestattet, solche Auswerferrahmen aus vier identischen oder zumindest den Grundaufbau betreffend identischen Rahmensegmenten zusammenzusetzen, die zu diesem Zweck nicht mit einer 45°-Gehrung ausgebildet sein müssen. Der erfindungsgemäß mögliche Verzicht auf eine derartige 45°-Gehrung erlaubt es insbesondere, bereits hergestellte Rahmensegmente in einfacher Weise durch einen Schnitt im rechten Winkel zu der Haupterstreckungsrichtung zu kürzen, um hierdurch einen Auswerferrahmen mit verringerter Erstreckung in Richtung der X-Achse und/oder Y-Achse herzustellen.
Besonders von Vorteil ist es, wenn die Rahmensegmente aus einfachen Teilsegmenten mittels Schweißverbindungen zusammengefügt sind, wobei diese Teilsegmente zwei über eine Vertikalplatte zu einem U-Profil verbundene Horizontalplatten umfassen und wobei das abgebildete U-Profil durch zueinander formgleiche Verstärkungsplatten im Innenraum des U-Profils versteift wird. Die Rahmensegmente können somit aus nur drei einfachen Teilsegmenttypen hergestellt werden, wobei eine Längenanpassung des Rahmensegments alleine über eine Längenanpassung der Horizontalplatten und der Vertikalplatte in einfacher Weise möglich ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein gattungsgemäßes Sandgusswerkzeug durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 9 weitergebildet.
Ein solches Sandgusswerkzeug weist eine Auswertereinheit auf, die zumindest zu einem überwiegenden Teil unterhalb des unteren Formrahmens angeordnet ist und über Auswerferstifte verfügt, die sich durch Auswerferbohrungen im unteren Formrahmen bis in dessen Aufnahmeraum erstrecken. Diese an sich bekannte Auswertereinheit ist relativ zum unteren Formrahmen und zur im Betrieb an diesen Formrahmen angebrachten unteren Gravurhälfte in Richtung der Z-Achse beweglich und dient dem Herausheben des Sandgussteils aus der Formausnehmung der unteren Gravurhälfte. Dabei sind erfindungsgemäß am Formrahmen Abstandshalter vorgesehen, die sich nach unten erstrecken und die zumindest in einer oberen Endlage der Auswerfereinheit relativ zum untern Formrahmen, in der eine darüber hinausgehende Bewegung der Auswerfereinheit nach oben durch Anlage an den unteren Formrahmen verhindert wird, die Auswertereinheit nach unten überragen.
Diese Gestaltung bietet den Vorteil, dass ein gemeinsames Ablegen des unteren Formrahmens zusammen mit der Auswerfereinheit auf einem Untergrund, beispielsweise einer Maschinenhalle, nicht dazu führt, dass die Auswerfereinheit aufgrund der Gewichtskraft des untern Formrahmens und der unteren Gravurhälfte hart mit dem unteren Formrahmen kollidiert. Stattdessen bleibt die Auswertereinheit von ihrer oberen Endlage zumindest um den Längenbetrag beabstandet, den die Abstandshalter des Formrahmens in der oberen Endlage der Auswerfereinheit nach unten über die Auswertereinheit hinausragen. Die Gewichtskraft des unteren Formrahmens wird ohne Zwischenschaltung der Auswertereinheit in einen Hallenboden eingeleitet.
Besonders bevorzugt ist es, wenn in der Auswertereinheit Durchbrechungen vorgesehen sind, die gemeinsam mit den Abstandshaltern am unteren Formrahmen Führungsmittel bilden, durch die die Auswertereinheit entlang der Z-Achse gegenüber dem unteren Formrahmen geführt ist. Die Abstandshalter erfüllen somit eine Doppelfunktion.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein gattungsgemäßes Sandgusswerkzeug durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 11 weitergebildet.
Bei einer solchen Gestaltung sind die Oberflächen des Formrahmens, die den Aufnahmeraum für die Gravurhälfte begrenzen, nicht vollständig spanend bearbeitet. Stattdessen ist vor allem eine am Grund dieses Aufnahmeraums vorgesehene Anlagefläche für die jeweilige Gravurhälfte vollständig spanend bearbeitet, beispielsweise plangefräst oder plangeschliffen. Die Innenflächen der Randteile sind dagegen zumindest überwiegend nicht spanend bearbeitet. Eine solche Gestaltung führt zu einem erheblich verminderten Bearbeitungsaufwand des Gussteils, welches zur Herstellung des Formrahmens genutzt wird.
Um die Bearbeitung dieser Anlagefläche besonders einfach zu gestalten, ist es vorzugsweise vorgesehen, dass bereits im Gussteil eine die zukünftige Anlagefläche umgebende Nut vorgesehen ist. Hierdurch kann die isolierte Bearbeitung der Anlagefläche erreicht werden, ohne dass es im Übergangsbereich zwischen der spanend bearbeitenden Anlagefläche und der unbearbeitet belassenen Gussoberfläche des Randteils zu Spannungen im Material kommt, die ein Versagen des Werkzeugs zur Folge haben können.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Weitere Aspekte und Vorteile der Erfindung ergeben sich außer aus den Ansprüchen auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung, welches im Folgenden anhand der Figuren erläutert wird. Dabei zeigen:
1 ein erfindungsgemäßes Werkzeug in einer teilgeschnittenen Ansicht,
2 und 3 vergrößerte Darstellungen von Teilaspekten des Werkzeugs der 1,
4a bis 4c den Aufbau eines Auswerferrahmens des Werkzeugs der 1 und
5 eine geschnittene Ansicht des unteren Formrahmens sowie der Auswerfereinheit des Werkzeugs der 1.
Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
1 zeigt ein erfindungsgemäßes Werkzeug in einer teilgeschnittenen Ansicht. Das erfindungsgemäße Werkzeug besteht aus einem Werkzeugunterteil 10 sowie einem Werkzeugoberteil 12.
Das Werkzeugoberteil 12 weist als Hauptkomponenten einen oberen Formrahmen 20 sowie eine in diesen oberen Formrahmen 20 eingesetzte obere Gravurhälfte 30 auf. Der Formrahmen 20, der in der Darstellung der 1 zum Zwecke der besseren Erfassbarkeit zur Hälfte weggeschnitten ist, hat eine in etwa wannenförmige Struktur mit einem flächigen Zentralteil 22 und sich daran einstückig anschließenden umlaufenden und sich nach unten erstreckenden Randteil 24. Gemeinsam begrenzen der Zentralteil 22 und der umlaufende Randteil 24 einen Aufnahmeraum 20a. In diesem Aufnahmeraum 20a ist die obere Gravurhälfte 30 in nicht näher dargestellter Weise mittels Verschraubungen festgelegt. Auf der nach unten weisenden Seite der oberen Gravurhälfte 30 ist eine Formausnehmung 30a eingebracht.
Das Werkzeugunterteil 10 weist ebenfalls einen Formrahmen 40 auf. Auch dieser untere Formrahmen 40 verfügt über einen Zentralteil 42, welcher umlaufend durch ein einstückig und bereits durch die Urformung damit verbundenen Randteil 44 umgeben ist. Wie auch bei der oberen Werkzeughälfte 12 ist in den durch den Zentralteil 42 und den Randteil 44 gebildeten Aufnahmeraum 40a einer Gravurhälfte 50 eingesetzt und dort mittels nicht dargestellter Schrauben festgelegt.
Die beiden Formrahmen 20, 40 sind derart ausgerichtet, dass ihre jeweiligen Aufnahmeräume 20a, 40a sowie die darin vorgesehenen Gravurhälften 30, 50 mit den jeweils darin eingebrachten Formausnehmungen 30a, 50a aufeinander zu weisen. Durch eine Relativverlagerung des Werkzeugsunterteils 10 und des Werkzeugoberteils 12 in Richtung einer vertikalen Z-Achse mittels einer nicht dargestellten Gussmaschine, in der das Werkzeug verwendet wird, kann das Werkzeug geschlossen werden, so dass die Gravurhälften 30, 50 einerseits und die Randteile 24, 44 der Formrahmen 20, 40 andererseits in Kontakt miteinander gelangen. Im Falle der Formrahmen 20, 40 verbleibt dabei jedoch ein schmaler Spalt, der mittels eines im Weiteren noch beschriebenen Dichtmittels 47 verschlossen wird.
Die Formrahmen 20, 40 sind jeweils als Gussteile hergestellt und anschließend spezifisch für ihren Anwendungszweck spanend nachbearbeitet. Während es zum Zwecke des dichten Abschließens im Bereich der Randteile 24, 44 vorgesehen ist, dass die Dimensionen der Formrahmen 20, 40 in Richtung der X-Achse und in Richtung der Y-Achse jeweils übereinstimmen, ist zusätzlich vorgesehen, dass auch die Höhe I₁ des oberen Formrahmens 20 und die Höhe I₂ des unteren Formrahmens 40 bis auf eine Differenz von weniger als einen Millimeter übereinstimmen. Dies gestattet es, die Formrahmen 20, 40 aus identischen Gussteilen herzustellen, die sich nur hinsichtlich einer vergleichsweise unaufwändigen späteren spanenden Nachbearbeitung unterscheiden. Diese spanende Nachbearbeitung umfasst im Falle des oberen Formrahmens 20 die Einbringung von Handhabungsausnehmungen 26a und Einschussbohrungen 26b zum Einschießen des Gusswerkstoffs. Im Falle des unteren Formrahmens 40 umfasst die spanenden Nachbearbeitung die Einbringung von Auswerferbohrungen 42b, die in 1 nicht dargestellt sind. Für beide Formrahmen 20, 40 gilt darüber hinaus, dass eine spanende Bearbeitung in Form von Planfräsen oder Planschleifen jeweils zur Herstellung einer weitgehend planen und umlaufenden Abschlussfläche 24a, 44a der Randteile 24, 44 vorgesehen ist und dass die Zentralteile 22, 24 sowohl auf der dem Aufnahmeraum 20a, 40a zugewandten als auch auf der gegenüberliegenden abgewandten Seite nachbearbeitet sind.
Neben der Tatsache, dass die Herstellung des Werkzeugs durch die zumindest in etwa identischen Höhen I₁, I₂ im Hinblick auf den Gussvorgang vereinfacht ist, führt diese weitgehend identische Höhe auch zu einer optimiert geringen Größe der Formrahmen 20, 40 bezogen auf die XY-Ebene. Dies liegt darin begründet, dass die Randteile 24, 44 zum Zwecke des erleichterten Entformens nach der Herstellung des Ausgangs-Gussteils sowohl im Bereich einer Innenwandung 24b, 44b als auch im Bereich einer Außenwandung 24c, 44c um etwa 5° gegenüber der Z-Achse angestellt sind. Diese Schrägstellung der Randteile 24, 44 geht mit einer zur Aufnahme der Gravurhälften 30, 50 an sich nicht erforderlichen Aufweitung der Formrahmen 20, 40 einher, die durch eine nahezu übereinstimmende Höhe der Formrahmen 20, 40 gering gehalten werden kann.
Der obere Formrahmen 20 sowie der untere Formrahmen 40 weisen darüber hinaus die Besonderheit auf, dass ihre Außenmaße sowie der von ihnen definierte Aufnahmeraum 20a, 40a in Richtung der X-Achse und in Richtung der Y-Achse jeweils eine übereinstimmende Größe haben. Dies erlaubt es, das Werkzeugunterteil 10 und/oder das Werkzeugoberteil 12 bzw. isoliert den unteren Formrahmen 40 und/oder den oberen Formrahmen 20 in flexibler Ausrichtung an einen dafür vorgesehenen und in etwa quadratischen Stauplätzen zu lagern, wenn das Werkzeug gerade nicht in Gebrauch ist.
Am unteren Formrahmen 40 ist auf der dem Aufnahmeraum 40a abgewandten Seite ein Auswerferrahmen 60 angebracht, der übereinstimmend mit den Formrahmen 20, 40 eine etwa quadratische Grundfläche einnimmt. Der Zweck und der Aufbau dieses Aufwerferrahmens 60 werden im Weiteren noch erläutert.
2 zeigt in einer vergrößerten und geschnittenen Darstellung einen in 1 mit „A” gekennzeichneten Teil des oberen Formrahmens 20. Da bei ist durch die dickeren Kantenlinien verdeutlicht, in welchen Bereichen der Formrahmen 20 nach dem Gussvorgang spanend nachbearbeitet wurde. Wie oben bereits dargelegt, ist im Zentralbereich 22 der Formrahmen 20 sowohl auf der dem Aufnahmeraum 20a zugewandten Seite als auch auf der gegenüberliegenden Seite plangeschliffen. Um durch diese selektive Nachbearbeitung im Übergangsbereich zwischen einer plangeschliffenen Anlagefläche 22a für die Gravur 30 einerseits und der nicht spanend nachbearbeiteten Innenwandung 24b des Randteils 24 keine Spannungen zu verursachen, ist um die Anlagefläche 22a umlaufend bereits im Ausgangs-Gussteil eine nutartige Vertiefung 28 vorgesehen. Diese Vertiefung 28 erleichtert zudem die spanende Bearbeitung der Anlagefläche 22a.
3 zeigt einen weiteren Teilaspekt des Werkzeugs der 1. Dieser Bereich ist in 1 mit „B” gekennzeichnet. Wie aus dieser 3 zu ersehen ist, ist an der umlaufenden plangeschliffenen Stirnseite 44a des unteren Formrahmens 40 eine in eine Nut 46a eingelegte und in der 3 nur partiell dargestellte Dichtschnur 47 vorgesehen. Diese Dichtschnur dient dem Zweck, bei geschlossenen Gravurhälften 30, 50 eine gasdichte Abdichtung der Aufnahmeräume 20a, 40a gegenüber der Umgebung zu erzielen. Diese gasdichte Abdichtung wird benötigt, um bei einem Begasen des mittels des erläuterten Werkzeugs hergestellten Sandkerns ein Austreten des gegebenenfalls giftigen Gases an eine Umgebung zu verhindern und/oder gleichzeitig den Innendruck im Werkzeug aufrechtzuerhalten. Durch die vorliegende Gestaltung, bei der dieses Dichtmittel am unteren Formrahmen 40 vorgesehen ist, wird erreicht, dass der obere Formrahmen 20 beispielsweise beim Vorbereiten des Werkzeugs auf einem Hallenboden abgelegt werden kann, ohne dass hierdurch die am anderen Formrahmen 40 vorgesehene Dichtung 47 verletzt wird.
Die 4a bis 4c verdeutlichen den Aufbau des oben bereits genannten Auswerferrahmens 60.
Dieser Auswerferrahmen 60 umgibt einen durch ihn umschlossenen Auswerferraum 60a, in dem eine in den 4a bis 4c nicht dargestellte Auswerferplatte vorgesehen ist, an der Auswerferstifte angebracht sind. Die Auswerferplatte und die Auswerferstifte können in Richtung der Z-Achse gegenüber dem Auswerferrahmen 60 sowie dem unteren Formrahmen 20 verfahren werden, um ein hergestelltes Sandgussteil aus der unteren Formausnehmung 50a der unteren Gravurhälfte 50 herauszuheben.
Der Auswerferrahmen 60 ist in seiner Gesamtheit in der 4a dargestellt. Er besteht aus insgesamt vier Rahmensegmenten 62a, 62b, 62c, 62d, die sich voneinander nur durch Einzelheiten, wie beispielsweise eingeschraubte Hebeösen 64, unterscheiden. Zum besseren Verständnis ist in der Darstellung der 4b das Rahmensegment 62c im noch nicht an die anderen Rahmensegmente 62a, 62b, 62d angeschweißten Zustand gezeigt. Um zum Aufbau des in etwa quadratischen Auswerferrahmens 60 vier im Wesentlichen gleiche Rahmensegmente 62a–62d verwenden zu können, sind die Rahmensegmente 62a–62d dafür ausgebildet, dass jeweils ein erster Anschlussbereich 66a an einer kurzen Stirnseite der Rahmensegmente 62a–62d mit einem am gegenüberliegenden Ende einer langen Längsseite des benachbarten Rahmensegments vorgesehenen Anschlussbereich 66b verschweißt ist.
Der erläuterte Aufbau erlaubt es, ohne 45°-Gehrungen an beiden Enden der Rahmensegmente 62a–62d den Auswerferrahmen 60 aus identischen bzw. weitgehend identischen Rahmensegmenten 62a–62d zusammensetzen zu können. Dieser Verzicht auf 45°-Gehrungen ist insbesondere auch deshalb von Vorteil, da bereits vorgefertigte Rahmensegmente durch Kürzung an der Seite des Anschlussbereichs 66a schnell und unkompliziert für die Verwendung bei Auswerferrahmen geringerer Größen anpassbar sind.
Die einzelnen Rahmensegmente 62a bis 62d sind in der in der Explosionsdarstellung der 4c dargestellten Art und Weise sehr einfach aufgebaut. Sie weisen jeweils zwei Horizontalplatten 67a, 67b auf, die mittels einer Vertikalplatte 68 miteinander zu einem U-Profil verbunden sind. Zur Aussteifung des Rahmensegmentes sind in das durch die Platten 67a, 67b, 68 gebildete U-Profil Verstärkungsplatten 69a bis 69f eingesetzt, die mit den Horizontalplatten 67a, 67b und der Vertikalplatte 68 verschweißt sind, wobei die Versteifungsplatten 69a bis 69f jeweils eine Phase im Bereich der Schweißnähte aufweisen, die die Vertikalplatte 68 mit den Horizontalplatten 67a, 67b verbinden.
Der dargestellte Aufbau erlaubt es, aus nur drei Grundelementen die Rahmensegmente 62a bis 62d zusammenzusetzen, die gemeinsam den Auswerferrahmen 60 bilden. Zur Herstellung von Auswerferrahmen verschiedener Größe bedarf es lediglich einer entsprechenden Kürzung der Vertikalplatte 68 sowie der Horizontalplatten 67a, 67b bzw. eines Austausches dieser Platten gegen kürzere oder längere Platten.
5 zeigt in einer geschnittenen Darstellung den unteren Formrahmen 40 sowie die unterhalb des Formrahmens 40 vorgesehene Auswertereinheit 70. Der im Zustand der 4 nicht montierte Auswerferrahmen 60 ist zum besseren Verständnis gestrichelt dargestellt.
Die Auswertereinheit 70 besteht aus einer Auswerferplatte 72, an der eine Vielzahl von Auswerferstiften 74 angebracht ist. Weiterhin sind an der Unterseite der Auswerferplatte 72 Steilfüße 76 in nicht näher dargestellter Art und Weise befestigt. An der Oberseite der Auswerferplatte 72 sind darüber hinaus Verbindungsstangen 78 befestigt, die sich durch korrespondierende Bohrungen 42a im Zentralteil 42 des Formrahmens 40 erstrecken und die durch eine Aufweitung an ihrem oberen Ende gewährleisten, dass die Auswertereinheit 70 trotz ihrer Relativbeweglichkeit gegenüber dem Formrahmen 40 in Richtung der Z-Achse nicht vollständig vom unteren Formrahmen 40 getrennt werden kann.
Am unteren Formrahmen 40 sind Abstandsstangen 49 festgeschraubt, die sich in Richtung der Z-Achse vertikal nach unten erstrecken und durch Bohrungen 72a der Auswerferplatte 72 hindurchgeführt sind.
Diese Abstandsstangen 49 bilden gemeinsam mit den Bohrungen 72a eine in Richtung der Z-Achse wirksame Führung für die Auswertereinheit 70 gegenüber dem unteren Formrahmen 40.
Zusätzlich gewährleisten diese Stangen 49 durch einen an ihrem unteren Ende vorgesehenen Auflagebereich 49a, dass beim gemeinsamen Absetzen des Formrahmens 40 mit der Auswerfereinheit 70 bei nicht angebrachtem Auswerferrahmen 60 auf einem Hallenboden 2 der Formrahmen 40 nicht gegenüber der Auswerfereinheit 70 nach unten absackt, bis die Unterseite des Formrahmens 40 gegen die Auswerferplatte 72 schlägt. Stattdessen stützen sich beim Absetzen der Teilvorrichtung der 5 auf einem Hallenboden 2 der Formrahmen 40 und die Auswertereinheit 70 getrennt voneinander mittels der Abstandsstangen 49 einerseits bzw. der Steilfüße 76 andererseits auf dem Hallenboden 2 ab.

Claims

Sandgusswerkzeug zur Herstellung eines Sandgussteils mit – einem ersten wannenförmigen Formrahmen (20) mit einem Aufnahmeraum (20a) zur Aufnahme einer ersten Gravurhälfte (30) und – einem zweiten wannenförmigen Formrahmen (40) mit einem Aufnahmeraum (40a) zur Aufnahme einer zweiten Gravurhälfte (50), wobei – die Formrahmen (20, 40) derart zueinander ausgerichtet sind, dass die Aufnahmeräume (20a, 40a) aufeinander zu weisen, – die Formrahmen (20, 40) zum Öffnen und Schließen der Gravur (30, 50), bestehend aus der ersten und zweiten Gravurhälfte (30, 50), in Richtung einer Z-Achse gegeneinander beweglich sind, – die Formrahmen (20, 40) jeweils einen den Grund des Aufnahmeraums bildenden flächigen Zentralteil (22, 42) und einen den jeweiligen Aufnahmebereich (20a, 20b) umlaufend umgebenden Randteil (24, 44) aufweisen und – vorzugsweise eine erste Gravurhälfte (30) im Aufnahmeraum (20a) des ersten Formrahmens (20) befestigt ist und eine zweite Gravurhälfte (50) im Aufnahmeraum (40a) des zweiten Formrahmens (40) befestigt ist, wobei die Gravurhälften (30, 50) aufeinander zu weisend jeweils mindestens eine Formausnehmung (30a, 50a) aufweisen, die gemeinsam bei geschlossener Gravur (30, 50) gemeinsam die Form des herzustellenden Sandgussteils definieren, dadurch gekennzeichnet, dass – der erste und der zweite Formrahmen (20, 40) hinsichtlich der jeweiligen Höhe (I₁, I₂) in Richtung der Z-Achse übereinstimmen oder um maximal 5 mm voneinander abweichen.
Sandgusswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Formrahmen (20, 40) als vorzugsweise identische Gussteile hergestellt sind, die partiell spanend nachbearbeitet sind.
Sandgusswerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass Innenwandungen (24b, 44b) und Außenwandungen (24c, 44c) der Randteile (24, 44) zum Zwecke des leichteren Entformens des Formrahmens (20, 40) gegenüber der Z-Achse angestellt sind, vorzugsweise zwischen 3° und 10°.
Sandgusswerkzeug nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 oder nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – der Randteil (24, 44) der Formrahmen (20, 40) jeweils vier paarweise parallel gegenüberliegend angeordnete Randabschnitte aufweist, deren Haupterstreckungsrichtung in Richtung einer X-Achse bzw. einer Y-Achse ausgerichtet ist und – die Aufnahmebereiche (20a, 40a) beider Formrahmen (20, 40) in Richtung der X-Achse und in Richtung der Y-Achse im Wesentlichen die gleiche Größe aufweisen und/oder die Außenmaße beider Formrahmen (20, 40) in Richtung der X-Achse und in Richtung der Y-Achse im Wesentlichen identisch sind.
Sandgusswerkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Formrahmen (40) als unterer Formrahmen (40) ausgebildet ist und an diesem unteren Formrahmen (40) ein Auswerferrahmen (60) befestigt ist, der zumindest eine Auswerferbasis (72) einer Auswertereinheit (70) seitlich umlaufend umgibt, wobei die Außenmaße dieses Auswerferrahmens (60) in Richtung der X-Achse und in Richtung der Y-Achse im Wesentlichen identisch sind.
Sandgusswerkzeug nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 oder nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Formrahmen (40) als unterer Formrahmen (40) ausgebildet ist und sich der Randteil (44) dieses unteren Formrahmens vom Zentralbereich (42) nach oben erstreckt, wobei an einer umlaufenden oberen Stirnfläche (44a) des Randteils (44) dieses unteren Formrahmens (40) ein umlaufendes Dichtmittel (47) vorgesehen ist.
Sandgusswerkzeug nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 oder nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Formrahmen (40) als unterer Formrahmen (40) ausgebildet ist und an diesem unteren Formrahmen (40) ein Auswerferrahmen (60) befestigt ist, wobei der Auswerferrahmen (60) aus vier mittels Schweißverbindungen verbundenen Rahmensegmenten (62a, 62b, 62c, 62d) zusammengesetzt ist, wobei für die Rahmensegmente und deren Verbindung gegeben ist, dass a. jedes Rahmensegment (62a, 62b, 62c, 62d) jeweils zwei Anschlussbereiche (65a, 65b) aufweist, an denen die jeweils benachbarten beiden Rahmensegmente (62a, 62b, 62c, 62d) angeschweißt sind, b. der erste Anschlussbereich (65a) an einer kurzen Stirnseite des Rahmensegments (62a, 62b, 62c, 62d) vorgesehen ist, c. der zweite Anschlussbereich (65b) an einer langen Längsseite des Rahmensegments (62a, 62b, 62c, 62d) vorgesehen ist und d. jeweils der ersten Anschlussbereich (65a) eines Rahmensegments (62a, 62b, 62c, 62d) mit dem zweiten Anschlussbereich (65b) eines benachbarten Rahmensegments (62a, 62b, 62c, 62d) verschweißt ist.
Sandgusswerkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Rahmensegmente (62a, 62b, 62c, 62d) aus miteinander verschweißten Teilsegmenten (67a, 67b, 68, 69a–69gf) hergestellt sind, wobei jeweils die folgenden Teilsegmenttypen Verwendung finden: a. zwei formgleiche Horizontalplatten (67a, 67b), die die Oberseite und die Unterseite des Rahmensegments (62a, 62b, 62c, 62d) bilden, b. eine Vertikalplatte (68), welche zur Bildung eines U-Profils mit einer oberen Kante an der oberen Horizontalplatte (67a) und mit einer unteren Kante an der unteren Horizontalplatte (67b) angeschweißt ist und c. eine Mehrzahl formgleicher Verstärkungsplatten (69a–69f), die innerhalb des durch die vorgenannten Platten (67a, 67b, 68) umschlossenen Raums angeordnet sind und mit den Horizontalplatten (67a, 67b) sowie den Vertikalplatten (68) verschweißt sind.
Sandgusswerkzeug nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 oder nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – in einem unteren der Formrahmen (40) eine Vielzahl von in Richtung der Z-Achse ausgerichteter Auswerferbohrungen (42a) vorgesehen ist und – eine Auswertereinheit (70) vorgesehen ist, die eine auf der dem Aufnahmeraum (40a) abgewandten Seite des unteren Formrahmens (40) angeordnete Auswerferbasis (72) und eine Vielzahl an der Auswerferbasis (72) angebrachter und sich in die Auswerferbohrungen (42a) erstreckender Auswerferstifte (74) aufweist, – an einer dem Aufnahmebereich (40a) abgewandten Seite des unteren Formrahmens (40) eine Mehrzahl von Abstandhaltern (49) angebracht ist, die sich in Richtung der Z-Achse nach unten erstrecken und an deren stirnseitigen Enden Auflagebereiche (49a) zum Abstellen des unteren Formrahmens auf einer Bodenfläche (2) vorgesehen sind, – die Abstandhalter (49) ausreichend lang ausgebildet sind, damit sie bei einer Anordnung der Auswertereinheit (70) relativ zum unteren Formrahmen (40) in einer oberen Endlage die Auswertereinheit (70) nach unten überragen, vorzugsweise um 10 mm oder mehr.
Sandgusswerkzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass an der Auswertereinheit (70) Durchbrechungen (72a) vorgesehen sind, die gemeinsam mit den Abstandshaltern (49) Führungsmittel bilden, durch die die Auswerfereinheit (70) entlang der Z-Achse gegenüber dem unteren Formrahmen (40) geführt ist.
Sandgusswerkzeug nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 oder nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – mindestens einer der Formrahmen (20, 40) als Gussteil hergestellt ist, – dass die Gussoberfläche im Zentralbereich (22, 42) dieses Formrahmens (20, 40) innerhalb des Aufnahmeraums (20a, 40a) zur Herstellung einer Anlagefläche (22a) für die jeweilige Gravurhälfte (30, 50) spanend nachbearbeitet ist und – dass die Gussoberfläche an einer zum Aufnahmeraum weisenden Innenseite (24b, 44b) des Randteils (24, 44) zumindest überwiegend nicht spanend nachbearbeitet ist.
Sandgusswerkzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Anlagefläche (22c) von einer im Gussteil vorgesehenen Nut (28) umgeben ist.